第二章 低维半导体的基本性质及发展概况
半导体低维材料被誉为构成继晶体管和集成电路之后的第三代半导体器件的重要材料。这种基于量子效应的微结构材料将导致新的电子学革命。人们可以根据需要改变晶格周期势场,调节甚至改变材料的能带结构、态密度分布及材料中的电子的波函数分布,是半导体材料研究领域的一项重大突破。在这种低维结构中,电子、空穴、激子等的行为发生特异变化,产生了很多新的物理现象,如分数量子霍耳效应、二维激子等。这也开辟了新的物理研究领域,对发展高效率、低功耗和超高速的新一代光电子学及非线性光学元器件具有非常重要的意义。
2.1 低维半导体的概况
1969年,美国IBM公司的江崎(Esaki)和朱兆祥(Tsu)首先提出了超晶格概念。两种或者两种以上不同组分或者不同导电类型超薄层材料,交替堆叠形成多个周期结构,如果每层的厚度足够薄,以致其厚度小于电子在该材料中的德布罗意波的波长,这种周期变化的超薄多层结构就叫做超晶格。1973年,张立纲等人实现了这一设想,使用分子束外延技术生长出了第一个人造半导体超晶格。从此低维材料制备技术获得了突破性的进展。
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